1.4.2　工业物联网标准的比较

当前，ISA 100.11a、WirelessHART和WIA-PA这三大工业物联网国际标准形成了三足鼎立的局面，各自拥有自己的优势和特色。本节将从拓扑结构和技术性能两个方面对其进行分析比较。

1．拓扑结构

为满足工业应用的需求，ISA 100.11a支持多种网络拓扑，包括Mesh、网状、星状和星网状拓扑等结构。星状网络拓扑结构容易实现，实时性高，但仅限单跳范围。网状拓扑结构灵活，便于配置和扩展，同时具备良好的稳定性。为了扩大网络覆盖面积，在ISA 100.11a网络结构中引入了骨干网。骨干网是一个高速网络，可以减小数据时延。所有现场设备通过骨干路由器接入骨干网，现场设备和骨干路由器组成的网络为ISA 100.11a DL子网。ISA 100.11a DL子网不含骨干网就组成了ISA100.11a网络。如果ISA100.11a网络中没有骨干网，则ISA100.11a DL子网包括现场设备和网关，等同于ISA 100.11a网络。

WirelessHART网络为多跳的网状网络结构，其网络中所有设备均具备路由功能，从而确保远端设备可以通过网络中多条冗余的路径传送至网关，因此，在工厂中无须安装多个需要供电的无线接入点，只需安装1个网关即可（网关可以冗余配置）。由于多跳的存在，数据得以进行远距离传输，如果其中一条路径出现阻碍或干扰，则网络自动选择其他路径。WirelessHART网络具备自动管理网络功能，新设备加入网络时，自动组态路径，无须人工干涉。一旦路径故障，将自动切换至备份路径。因此，在保证可靠性的同时，网络扩展也更加容易。

与之前两种标准不同，WIA-PA网络采用星状和网状相结合的两层网络拓扑结构，第一层是网状结构，由网关及路由设备构成，用于系统管理的网络管理器和安全管理器，在实现时可位于网关或主控计算机中；第二层是星状结构，又称为簇，由路由设备及现场设备或手持设备构成，WIA-PA网络的路由设备承担簇首功能，现场设备承担簇成员功能。

2．技术性能

工业无线技术的核心技术包括时间同步、确定性调度、跳信道、路由和安全技术等。表1-1通过从物理层、数据链路层、网络层等方面对三个标准进行比较分析，可以看到三大标准具有相似的特征，其标准协议体系结构都遵循OSI开放系统互联参考模型，并且都引用IEEE802.15.4作为物理层标准。

表1-1　三种国际标准技术性能比较

续表